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Advent 2017: Mit Licht verschlüsselt

11.12.2017 | 09:41 Uhr | Peter Müller

Abhörsichere Kommunikation ist möglich. Man muss aber wissen, ob Nachrichten abgefangen werden.

Apple sieht sich wieder einmal vom FBI herausgefordert , das ganz gerne wüsste, was der Mörder, der am 5. November in einer Kirche in Texas 26 Menschen erschoss, auf seinem iPhone SE gespeichert hatte. Doch schon im Fall des San-Bernardino-Attentates von vor fast zwei Jahren kann und will Apple nicht kooperieren. Nicht können ist ein wenig relativ: Die Verschlüsselung des iPhone SE ist so gut, dass man sie allein mit Brute-Force-Methoden nicht knacken kann, also dem Ausprobieren aller möglichen Kombinationen für den Passcode. Handelt es sich um eine vierstellige PIN, sind das zwar nur überschaubare 10.000 Möglichkeiten, bei einer sechsstelligen auch nur eine Million. Doch haben iPhones den sinnvollen Mechanismus eingebaut, dass sie wiederholte Eingaben des Passwortes nach einer Falschen nur nach einer Sperrzeit zulassen, die von Versuch zu Versuch ansteigt und nach zehn vergeblichen das iPhone  komplett löscht. Was man allerdings in den Einstellungen hinterlegen muss, dort kann man aber auch einen alphanumerischen Code wählen. Bei sechs Stellen ergäbe das mit dem englischen Alphabet schon 2.176.782.336 mögliche Kombinationen, eine wie auch immer geartete Maschine wäre eine Weile damit beschäftigt, auch ohne Verzögerung.

Antwort vom 10. Dezember

Natürlich hätten wir gestern auch einfacher fragen können, etwa nach dem Namen des Physikers, der für die Entdeckung des Mößbauereffekts im Jahr 1961 den Nobelpreis bekam. Das war Rudolf Mößbauer, Sie ahnen es. Aber wir stellen ja einen gewissen Anspruch an unser Publikum, sollen andere Quizzer fragen, in welcher Stadt das Berliner Olympiastadion steht. Die beiden anderen Kandidaten auf unserer gestrigen Liste waren indes ebenso Physiknobelpreisträger. Wilhelm Wien bekam ihn für seine  theoretischen Erklärungen der Wärmestrahlung, Max von Laue für die Erkenntnis, das sich Röntgen-Strahlen von Kristallen beugen lassen, sich es mithin auch um Wellen und damit Licht handelt. Auch Wärmestrahlung ist Licht, nur von der anderen Seite des Spektrums.

Natürlich könnte Apple noch nach einer Hintertür in iOS suchen oder eine solche programmieren, damit man die Passworteingabe umgehen kann, um auf die Inhalte des gesperrten Gerätes zu gelangen. Das wird der Hersteller aber niemals machen, die Sicherheit des Systems wäre damit obsolet. Das Vertrauen in die US-Regierung und ihre Behörden hat ohnehin nachgelassen, ob das Wissen über eine solche hypothetische Hintertür hinter verschlossenen Türen bei ehrlichen Personen bleibt, darf man ruhig anzweifeln. Also könnten künftig auch Kriminelle jederzeit auf iPhones einbrechen, ohne dass deren Besitzer davon etwas mitbekommen, argumentiert Apple völlig nachvollziehbar und wehrt sich gegen das Anliegen der Strafverfolger. Sollen die lieber nach anderen Wegen suchen, um Informationen zu erhalten. In beiden Fällen, bei denen das FBI bei Apple um Hilfe ersuchte, wäre das möglich gewesen, doch die die Ermittler haben sich höchst amateurhaft verhalten.

Dabei sollten sie doch wissen, dass im Rennen der Verschlüsseler gegen die Entschlüsseler momentan diejenigen die Nase deutlich vorne haben, die ihre Daten und Nachrichten gegen die Blicke Dritter schützen wollen. Im Wesentlichen liegt es daran, dass der Aufwand des Verschlüsselns relativ gering ist, der für das Entschlüsseln dagegen exponentiell ansteigt, je länger der Schlüssel ist. Heute gängige Verfahren setzen vor allem darauf, dass es recht leicht ist, zwei lange Primzahlen miteinander zu multiplizieren. Die daraus entstandene Zahl in ihre Primfaktoren wieder zu zerlegen, ist schier unmöglich. Außer man kennt den Schlüssel. Wenn der natürlich aus der Ziffernkombination „12345“ besteht oder aus dem Wort „passwort“, haben Kriminelle oder Strafverfolger ein leichtes Spiel.

Und dennoch bleibt ein gewisses Misstrauen. WhatsApp und Apple behaupten zwar, dass ihre Messenger von Ende zu Ende verschlüsseln und deshalb niemand mitlesen kann. Beziehungsweise das, was „men in the middle“ abfangen, für diese nur sinnloses Kauderwelsch ist. Da sich FBI, CIA und Konsorten über diesen Umstand nicht nur einmal echauffiert haben, wird das wohl auch so sein, wie es die Unternehmen sagen.

Nur können weder Sender noch Empfänger beim derzeitigen Stand der Technik zweifelsfrei sagen, ob sie nicht doch abgehört werden. Früher konnte man noch leicht am Knacken in der Leitung identifizieren oder an einem aufgebrochenen und nur schlecht wieder zusammengeflickten Siegel, dass Unbefugte mitlauschten und -lasen. In digitalen Zeiten erkennt man das nicht. Noch nicht.

Denn es ist für dieses Problem eine Art von Lösung in Sicht: Verschlüsseln mit Licht. Oder präziser gesagt: Kommunikation mit verschränkten Lichtquanten. Denn in der Quantenwelt gilt scheinbar etwas, das in der makroskopischen Welt unmöglich ist: Informationen lassen sich in bestimmter Weise auch überlichtschnell übertragen. Aber eben nur scheinbar. Das Geheimnis ist die Verschränkung von Quanten, den Feldteilchen des Lichts. Wenn man diese paarweise miteinander verschränkt, weiß man zum Beispiel, dass ein horizontal polarisiertes Photon einen vertikal polarisierten Partner haben muss. (Korrekterweise geht es natürlich um den Spin). Diese Verschränkung wird aber zerstört, wenn man die Quanten misst, also ausliest. Fangen Unbefugte in der Mitte eine Botschaft ab und lesen sie diese, zerstören sie auch unweigerlich die Verschränkung. Der Empfänger merkt sofort, dass er abgehört worden ist - das bekommt auch der Sender mit. Ehrlich gesagt, weiß nicht einmal mehr die Naturwissenschaft, was diese „spukhafte Fernwirkung“ (Einstein, sein Lebtag lang Zweifler an der Quantenmechanik) ausmacht. Allein: Sie ist Natur. Eine einmal aufgebrochene Verschränkung lässt sich mit keiner Methode der Welt wieder aufbauen. Absolut abhörsichere Kommunikation wird dadurch möglich.

Die Information über die Messergebnisse wird natürlich nicht überlichtschnell vom Sender zum Empfänger und umgekehrt übertragen, misst der eine einen bestimmten Quantenzustand kann der andere nur später davon erfahren, dass er ein verschränktes Teilchen gemessen hat oder nicht. Ob die Kommunikation also ungestört verläuft oder nicht. Die Messung des einen hat eben keine spukhafte Fernwirkung auf die Messung des anderen.

Bis Quantenkryptographie technische Anwendungen bekommt, wird es aber noch Jahrzehnte dauern. Ob die Behörden bis dahin die Technik so weit verstanden haben, dass sie nicht mehr nach der Hintertür fragen?

Die Frage von heute : Wie gesagt, Einstein hielt die Quantentheorie für falsch, Stichwort „Gott würfelt nicht“. Zusammen mit zwei anderen konstruierte er in einem Gedankenexperiment ein Paradoxon, das die Theorie in unauflösbare Widersprüche verwickeln sollte, was aber nicht gelang. Der eine der Kollegen hieß Nathan Rosen, der andere mit Vornamen Boris und mit Nachnamen?

  1. Becker

  2. Podolsky

  3. Löw

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